فرامل أسطوانية

فرامل الأسطوانة هي فرامل تستخدم الاحتكاك الناتج عن مجموعة من الأحذية أو الوسادات التي تضغط للخارج على جزء دوار على شكل وعاء يسمى أسطوانة الفرامل.

يشير مصطلح فرامل الأسطوانة عادةً إلى فرامل تضغط فيها بطانات الفرامل على السطح الداخلي للأسطوانة. أما عندما تضغط البطانات على السطح الخارجي للأسطوانة، فتُسمى عادةً فرامل الضغط . وعندما تُحصر الأسطوانة بين بطانتين، كما هو الحال في فرامل القرص التقليدية ، تُسمى أحيانًا فرامل الأسطوانة الضاغطة ، مع أن هذا النوع من الفرامل نادر نسبيًا. وهناك نوع مشابه يُسمى فرامل الشريط، يستخدم حزامًا مرنًا أو "شريطًا" يلتف حول السطح الخارجي للأسطوانة. تُصنع فرامل الأسطوانة في السيارات الصغيرة أو المركبات الرخيصة، لأنها أقل تكلفة في التصنيع من فرامل القرص التقليدية .

استُخدمت فرامل الأسطوانة الحديثة في السيارات لأول مرة في سيارة من صنع مايباخ عام 1900، على الرغم من أن مبدأها لم يُسجّل كبراءة اختراع إلا لاحقًا عام 1902 على يد لويس رينو . استخدم رينو بطانة من الأسبستوس المنسوج لبطانة فرامل الأسطوانة، لعدم وجود مادة بديلة تُبدد الحرارة بكفاءة أكبر، مع العلم أن مايباخ استخدمت فرامل أسطوانية أقل تطورًا. في فرامل الأسطوانة الأولى، كانت الأذرع والقضبان أو الكابلات تُشغّل الأحذية ميكانيكيًا. منذ منتصف ثلاثينيات القرن العشرين، أصبح ضغط الزيت في أسطوانة عجلة صغيرة والمكابس (كما في الصورة) تُشغّل الفرامل، مع أن بعض المركبات استمرت في استخدام أنظمة ميكانيكية بحتة لعقود. بعض التصاميم تحتوي على أسطوانتين للعجلات. ^{[ 1 ]}

مع تآكل بطانات فرامل الأسطوانة، كانت الفرامل تتطلب ضبطًا يدويًا منتظمًا حتى ظهور فرامل الأسطوانة ذاتية الضبط في خمسينيات القرن الماضي. كما أن فرامل الأسطوانة عرضة لتلاشي قوة الكبح مع الاستخدام المتكرر. ^{[ 2 ]}

شاركت شركة جاكوار بثلاث سيارات مزودة بمكابح قرصية في سباق لومان عام 1953، حيث حققت الفوز، ويعود الفضل في ذلك إلى حد كبير إلى تفوقها في الكبح على منافسيها المزودين بمكابح أسطوانية. ^{[ 3 ]} شكل هذا بداية النهاية للمكابح الأسطوانية في سيارات الركاب. فمنذ ستينيات القرن العشرين وحتى ثمانينياته، حلت المكابح القرصية تدريجيًا محل المكابح الأسطوانية في العجلات الأمامية للسيارات (التي تتحمل الجزء الأكبر من قوة الكبح). واليوم، تستخدم جميع السيارات تقريبًا المكابح القرصية في العجلات الأمامية، ويستخدم العديد منها المكابح القرصية في جميع العجلات الأربع.

في الولايات المتحدة، كانت سيارة جيب CJ-5 (من إنتاج شركة AM General ) آخر سيارة (مُصنّعة لصالح خدمة البريد الأمريكية) تستخدم فرامل الأسطوانة الأمامية عند إيقاف إنتاجها عام 1986. ومع ذلك، لا تزال فرامل الأسطوانة تُستخدم غالبًا في العجلات الخلفية، وفرامل التوقف . تستخدم بعض المركبات فرامل توقف من نوع "الأسطوانة داخل الغطاء"، حيث تُرتّب بطانات الفرامل داخل الجزء المركزي (الغطاء) من قرص الفرامل، الذي يعمل كأسطوانة. ^{[ 4 ]}

احتوت بطانات الفرامل القديمة على الأسبستوس . بعد أن بدأت الحكومة الفيدرالية الأمريكية بتنظيم إنتاج الأسبستوس، اضطر مصنّعو الفرامل إلى التحوّل إلى بطانات خالية من الأسبستوس. في البداية، اشتكى المالكون من ضعف أداء الفرامل مع البدائل، لكن تقنية الفرامل تطورت لاحقًا للتعويض عن ذلك. تم تجهيز غالبية المركبات القديمة المستخدمة يوميًا ببطانات خالية من الأسبستوس. ^{[ 5 ]} كما حظرت العديد من الدول الأخرى استخدام الأسبستوس في الفرامل.

تشمل مكونات فرامل الأسطوانة لوحة الدعم، وأسطوانة الفرامل، والبطانة، وأسطوانة العجلة، والعديد من النوابض والدبابيس.

لوحة الدعم

توفر الصفيحة الخلفية قاعدةً للمكونات الأخرى. كما تزيد من صلابة النظام ككل، وتدعم الهيكل، وتحميه من المواد الغريبة كالغبار وحطام الطريق . تمتص الصفيحة الخلفية عزم الدوران الناتج عن عملية الكبح، ولذلك تُسمى أيضًا "صفيحة عزم الدوران". ونظرًا لأن جميع عمليات الكبح تُسلط ضغطًا على الصفيحة الخلفية، يجب أن تكون قوية ومقاومة للتآكل. وقد أُضيفت في السنوات الأخيرة أذرع فرامل الطوارئ أو فرامل التوقف ، بالإضافة إلى مُعدِّل تلقائي لأحذية الفرامل.

أسطوانة العجلة

يتحكم أسطوانة فرامل واحدة في كل عجلة. ويشغل مكبسان بطانات الفرامل، أحدهما في كل طرف من أسطوانة الفرامل. تُعرف بطانة الفرامل الأمامية (الأقرب إلى مقدمة السيارة) بالبطانة الأساسية، بينما تُعرف البطانة الخلفية بالبطانة الثانوية. يعمل الضغط الهيدروليكي من الأسطوانة الرئيسية على غطاء المكبس، دافعًا المكابس باتجاه بطانات الفرامل، مما يجبرها على الضغط على الأسطوانة. عند تحرير السائق للفرامل، تعيد نوابض بطانات الفرامل البطانات إلى وضعها الأصلي (غير المشغول). تظهر أجزاء أسطوانة الفرامل على اليمين.

حذاء الفرامل

تُصنع بطانات الفرامل عادةً من قطعتين فولاذيتين ملحومتين معًا. تُثبّت مادة الاحتكاك إما بمسامير برشام على سطح البطانة أو تُلصق بمادة لاصقة. تُسمى القطعة الهلالية الشكل "الشبكة" وتحتوي على ثقوب وفتحات بأشكال مختلفة لنوابض الإرجاع، وأجزاء التثبيت، ووصلات فرامل التوقف، ومكونات الضبط الذاتي. تنتقل قوة ضغط أسطوانة العجلة بالكامل عبر الشبكة إلى سطح البطانة وبطانة الفرامل. تحتوي حافة سطح البطانة عادةً على ثلاثة شقوق أو ألسنة على شكل حرف V على كل جانب تُسمى "النتوءات". تستقر هذه النتوءات على وسادات الدعم للوحة الخلفية التي تُركّب عليها البطانات. تحتوي كل مجموعة فرامل على بطانتين، أساسية وثانوية. تقع البطانة الأساسية باتجاه مقدمة السيارة، وتختلف بطانتها عن البطانة الثانوية. في كثير من الأحيان، تكون البطانتان قابلتين للتبديل، لذا من المهم فحصهما بدقة للتأكد من عدم وجود أي اختلاف.

يجب أن تكون بطانات أحذية الفرامل مقاومة للحرارة والتآكل، وأن تتمتع بمعامل احتكاك عالٍ لا يتأثر بتقلبات درجة الحرارة والرطوبة. تشمل المواد التي تُصنع منها بطانة حذاء الفرامل: مُعدِّلات الاحتكاك (والتي قد تشمل الجرافيت وقشور الكاجو )، ومساحيق معدنية مثل الرصاص والزنك والنحاس الأصفر والألومنيوم، ومعادن أخرى مقاومة لتلاشي اللون بفعل الحرارة، ومواد رابطة، وعوامل معالجة ، ومواد مالئة مثل رقائق المطاط لتقليل ضوضاء الفرامل.

في المملكة المتحدة، كان يتوفر نوعان شائعان من مواد بطانات الفرامل. النوع الأول، DON 202، كان يتميز باحتكاك عالٍ ولا يتطلب مُعززًا لقوة الفرامل. لكن عيبه كان قابليته للتلف على المنحدرات الشديدة. أما النوع الثاني، وهو VG95 الشهير، فقد تم إنتاج بطانة أكثر صلابة، لكنها كانت تتطلب مُعززًا لقوة الفرامل. ومن عيوبه أيضًا أن فرامل اليد كانت غالبًا ما تفشل في اختبار الفحص الفني السنوي (MOT) ما لم يتم تركيب بطانات عالية الاحتكاك خصيصًا لهذا الاختبار.

تتميز فرامل الأسطوانة بخاصية "التفعيل الذاتي" الطبيعية، والمعروفة أيضًا باسم "التنشيط الذاتي". ^{[ 7 ]} يمكن لدوران الأسطوانة أن يسحب أحد أو كلا حذائي الفرامل إلى سطح الاحتكاك، مما يؤدي إلى زيادة قوة الكبح، وبالتالي زيادة قوة التماسك بينهما. هذا يزيد من قوة التوقف دون بذل أي جهد إضافي من السائق، ولكنه يُصعّب عليه التحكم في حساسية الفرامل. كما يجعل الفرامل أكثر حساسية لتلاشي قوة الكبح ، حيث أن انخفاض احتكاك الفرامل يقلل من قوة مساعدة الكبح.

لا تُظهر مكابح الأقراص أي تأثير ذاتي لأن الضغط الهيدروليكي المؤثر على وسادات المكابح يكون عموديًا على اتجاه دوران القرص. ^{[ 7 ]} عادةً ما تحتوي أنظمة مكابح الأقراص على مُعزز مكابح (مُساعد مكابح) لتقليل الجهد الذي يبذله السائق على دواسة المكابح، ولكن بعض السيارات المزودة بمكابح أقراص (وخاصة سيارات السباق) والمكابح الأصغر حجمًا للدراجات النارية، وما إلى ذلك، لا تحتاج إلى استخدام مُعززات المكابح. ^{[ 7 ]}

تُصنف فرامل الأسطوانة عادةً إما إلى فرامل أمامية/خلفية (وتسمى أيضًا "فرامل أمامية مفردة") أو فرامل أمامية مزدوجة. ^{[ 7 ]}

تتميز فرامل الأسطوانة الخلفية عادةً بتصميم أمامي/خلفي (للأنظمة غير المؤازرة)، أو أساسي/ثانوي (للأنظمة المؤازرة المزدوجة)، حيث يتم تحريك بطانات الفرامل بواسطة أسطوانة هيدروليكية مزدوجة الفعل ومفصلية عند نفس النقطة. ^{[ 7 ]} في هذا التصميم، تتعرض إحدى بطانات الفرامل دائمًا لتأثير التفعيل الذاتي، بغض النظر عما إذا كانت المركبة تتحرك للأمام أو للخلف. ^{[ 7 ]} يُعد هذا مفيدًا بشكل خاص في الفرامل الخلفية، حيث يجب أن تُبذل فرامل التوقف (فرامل اليد أو فرامل القدم) قوة كافية لإيقاف المركبة عن السير للخلف وتثبيتها على منحدر. شريطة أن تكون مساحة تلامس بطانات الفرامل كبيرة بما يكفي، وهو ما لا يكون الحال دائمًا، يمكن لتأثير التفعيل الذاتي تثبيت المركبة بإحكام عند نقل الوزن إلى الفرامل الخلفية نتيجةً لانحدار المنحدر أو اتجاه الحركة العكسي. ومن المزايا الأخرى لاستخدام أسطوانة هيدروليكية واحدة في الخلف أنه يمكن صنع المحور المقابل على شكل كامة مزدوجة الفصوص يتم تدويرها بفعل نظام فرامل الانتظار .

قد تكون فرامل الأسطوانة الأمامية من أيٍّ من التصميمين عمليًا، لكن التصميم المزدوج الأمامي أكثر فعالية. ^{[ 7 ]} يستخدم هذا التصميم أسطوانتين تشغيليتين مُرتبتين بحيث تستخدم كلتا بطانتي الفرامل خاصية التفعيل الذاتي عند تحرك المركبة للأمام. ^{[ 7 ]} تدور بطانات الفرامل عند نقطتين متقابلتين. ^{[ 7 ]} يوفر هذا أقصى قوة كبح ممكنة عند التحرك للأمام، ولكنه أقل فعالية عند تحرك المركبة للخلف. ^{[ 7 ]}

يُتيح الترتيب الأمثل للفرامل الأمامية المزدوجة مع فرامل أمامية/خلفية قوة كبح أكبر في مقدمة المركبة عند تحركها للأمام، مع قوة أقل في الخلف. وهذا يُساعد على منع انغلاق العجلات الخلفية، مع توفير قوة كبح كافية في الخلف. ^{[ 7 ]}

لأن الألومنيوم يتآكل بسهولة أكبر من الحديد، فإن براميل الألومنيوم غالباً ما تحتوي على بطانة من الحديد أو الفولاذ على السطح الداخلي للبرميل، ملتصقة أو مثبتة بالمسامير على الغلاف الخارجي المصنوع من الألومنيوم.

تُستخدم فرامل الأسطوانة في معظم الشاحنات الثقيلة والحافلات، وبعض الشاحنات المتوسطة والخفيفة، وعدد قليل من السيارات والدراجات النارية والمركبات الرباعية، وبعض المركبات الترفيهية الصغيرة مثل الدراجات البخارية الكهربائية. غالبًا ما تُركّب فرامل الأسطوانة على العجلات الخلفية لأن معظم قوة التوقف تُولّدها الفرامل الأمامية، وبالتالي، تكون الحرارة المتولدة في الخلف أقل بكثير. كما تُسهّل فرامل الأسطوانة تركيب فرامل التوقف.

تُستخدم فرامل الأسطوانة أحيانًا كفرامل توقف (وفرامل طوارئ) حتى عند استخدام فرامل قرصية للعجلات الخلفية كفرامل رئيسية. تعتمد العديد من أنظمة فرامل الأقراص الخلفية على فرامل توقف يتم فيها تشغيل المكبس الموجود في الفرجار بواسطة كامة أو برغي، مما يؤدي إلى ضغط وسادات الفرامل على القرص الدوار. مع ذلك، يصبح هذا النوع من الأنظمة أكثر تعقيدًا عند استخدام فرامل قرصية خلفية ذات فرجار ثابت متعدد المكابس. في هذه الحالة، تُركّب أسطوانة صغيرة عادةً داخل قرص الفرامل أو كجزء منه. يُعرف هذا النوع من الفرامل أيضًا باسم فرامل بانكسيا.

في تطبيقات المركبات الهجينة والكهربائية ، يتم تقليل تآكل أنظمة الفرامل بشكل كبير بواسطة مولدات الطاقة التي تستعيد الطاقة (انظر الكبح التجديدي )، لذلك تستخدم بعض المركبات الهجينة مثل تويوتا بريوس (قبل الجيل الثالث) وفولكس فاجن ID.3 و ID.4 فرامل أسطوانية في العجلات الخلفية.

تعتمد فرامل الأقراص على مرونة موانع التسرب في الفرجار ووجود انحراف طفيف لتحرير وسادات الفرامل، مما يؤدي إلى مقاومة عالية، وانخفاض كفاءة استهلاك الوقود، وتلف القرص. أما نوابض إرجاع فرامل الأسطوانة فتُعطي استجابة أكثر فعالية، وعند ضبطها بشكل صحيح، غالبًا ما تُقلل المقاومة عند تحريرها. ومع ذلك، من الممكن تصميم موانع تسرب خاصة تعمل على سحب المكبس في فرامل الأقراص.

تُصدر فرامل الأسطوانة كمية أقل من الجسيمات الدقيقة مقارنةً بفرامل القرص، حيث تكون معظم جزيئات التآكل محصورة داخلها. ومع ذلك، فهي ليست أفضل من الفرامل عديمة الاحتكاك في هذا الصدد . ^{[ 8 ] [ 9 ]}

تُعوض بعض أنظمة فرامل الأسطوانة الثقيلة عن الحمل عند تحديد ضغط أسطوانة العجلة، وهي ميزة نادرة في أنظمة فرامل الأقراص ( حيث تُعدّل أنظمة التعليق الهيدروبنيوماتيكية المستخدمة في سيارات سيتروين ضغط الفرامل تبعًا للحمل، سواءً كانت فرامل أسطوانية أو أقراص). ومن هذه السيارات جيب كومانش ، التي تستطيع زيادة الضغط تلقائيًا على أسطوانات الفرامل الخلفية تبعًا لحجم الحمل. وقد استخدمت معظم العلامات التجارية الأخرى صمامات استشعار الحمل في النظام الهيدروليكي للمحور الخلفي لعقود.

نظرًا لأن منطقة التلامس الاحتكاكي لفرامل الأسطوانة تقع على محيطها، فإنها توفر قوة كبح أكبر من فرامل القرص ذات القطر المماثل. كما أن زيادة مساحة التلامس الاحتكاكي لبطانات فرامل الأسطوانة على الأسطوانة نفسها تُطيل عمرها الافتراضي مقارنةً ببطانات فرامل القرص المستخدمة في نظام فرامل ذي أبعاد وقوة كبح مماثلة. صحيح أن فرامل الأسطوانة تحتفظ بالحرارة وتُعد أكثر تعقيدًا من فرامل القرص، إلا أنها غالبًا ما تكون الخيار الأمثل من حيث التكلفة والكفاءة في تطبيقات الفرامل الخلفية، وذلك لانخفاض توليد الحرارة في الفرامل الخلفية، وطبيعة فرامل الأسطوانة ذاتية التشغيل، وكبر مساحة التلامس الاحتكاكي، وطول عمرها الافتراضي (نسبة الاستخدام لكل كيلوواط من قوة الكبح).

من مزايا فرامل الأسطوانة:

• أقل تكلفة في الإنتاج.
• انخفاض طفيف في وتيرة الصيانة بسبب مقاومة التآكل الأفضل مقارنة بالأقراص.
• يتطلب تأثير التنشيط الذاتي المدمج قوة إدخال أقل (مثل الضغط الهيدروليكي).
• تعتبر أسطوانات العجلات أسهل نوعاً ما في إعادة التكييف مقارنة بالفرجار.
• توفير طفيف في الوزن، ويرجع ذلك أساسًا إلى استخدام أسطوانات هيدروليكية أصغر حجمًا وأخف وزنًا بكثير مقارنةً بالفرجار.

تم أيضاً تركيب فرامل أسطوانية على عمود نقل الحركة كفرامل توقف (كما في سيارات كرايسلر حتى عام 1962). يوفر هذا ميزة الاستقلالية التامة عن فرامل الخدمة، ولكنه يعاني من عيب خطير يتمثل في أنه عند استخدامه مع رافعة الصدمات (الشائعة في ذلك الوقت) في الخلف، وبدون استخدام دعامات العجلات المناسبة، قد يسمح عمل الترس التفاضلي للسيارة بالانزلاق عن الرافعة.

استخدمت لاند روفر فرامل أسطوانية على عمود خرج علبة التروس لأكثر من خمسين عامًا. وتكمن الميزة في إمكانية كبح جميع العجلات الأربع باستخدام فرامل اليد.

تحوّل فرامل الأسطوانة، كغيرها من أنواع الفرامل، الطاقة الحركية إلى حرارة عن طريق الاحتكاك . ^{[ 7 ]} من المفترض أن تتبدد هذه الحرارة في الهواء المحيط، ولكنها قد تنتقل بسهولة إلى مكونات أخرى في نظام الفرامل. يجب أن تكون أسطوانات الفرامل كبيرة الحجم لتحمّل القوى الهائلة المؤثرة، وأن تكون قادرة على امتصاص وتبديد كمية كبيرة من الحرارة. يمكن تحسين انتقال الحرارة إلى الهواء عن طريق إضافة زعانف تبريد إلى الأسطوانة، أو حتى حفر ثقوب حول محيطها. مع ذلك، قد يحدث ارتفاع مفرط في درجة الحرارة نتيجة الكبح الشديد أو المتكرر، مما قد يؤدي إلى تشوه الأسطوانة، وبالتالي حدوث اهتزاز أثناء الكبح.

أما النتيجة الأخرى لارتفاع درجة الحرارة فهي ضعف أداء الفرامل . ^{[ 7 ]} ويرجع ذلك إلى إحدى العمليات العديدة، أو في الغالب إلى تراكمها جميعًا.

1. عندما تسخن أسطوانات الفرامل المتمددة داخليًا بسبب الكبح الشديد، يزداد قطر الأسطوانة قليلاً بسبب التمدد الحراري ، لذلك يجب أن تتحرك الأحذية لمسافة أبعد ويجب على السائق الضغط على دواسة الفرامل لمسافة أبعد.
2. تتغير خصائص مادة الاحتكاك عند تسخينها، مما يؤدي إلى انخفاض الاحتكاك. وتُعدّ هذه مشكلة أكبر في فرامل الأسطوانة مقارنةً بفرامل القرص، لأن بطانات الفرامل موجودة داخل الأسطوانة ولا تتعرض لتبريد الهواء المحيط. عادةً ما يكون فقدان الاحتكاك مؤقتًا، وتستعيد المادة كفاءتها عند التبريد ^{[ 7 ]،} ولكن إذا ارتفعت درجة حرارة السطح إلى درجة التزجيج، يصبح انخفاض كفاءة الكبح دائمًا. يمكن إزالة طبقة التزجيج السطحية مع الاستخدام المتكرر للفرامل، ولكن ذلك يستغرق وقتًا.
3. قد يؤدي ارتفاع درجة حرارة أسطوانة الفرامل بشكل مفرط إلى تبخر سائل الفرامل ، مما يقلل الضغط الهيدروليكي المطبق على بطانات الفرامل. ^{[ 7 ]} وبالتالي، توفر الفرامل قوة كبح أقل عند الضغط على دواسة الفرامل بنفس المقدار. ويتفاقم هذا التأثير مع سوء الصيانة. فسائل الفرامل القديم الذي امتص الرطوبة يتميز بانخفاض درجة غليانه ، مما يؤدي إلى تلاشي الفرامل بشكل أسرع. ^{[ 7 ]}

لا يعود تضاؤل ​​كفاءة المكابح دائمًا إلى ارتفاع درجة الحرارة. فالماء الموجود بين أسطح الاحتكاك والأسطوانة قد يعمل كمادة تشحيم ويقلل من كفاءة الكبح. ^{[ 7 ]} يميل الماء إلى البقاء حتى يسخن بدرجة كافية ليتبخر، وعندها تعود كفاءة الكبح إلى طبيعتها. جميع أنظمة الكبح الاحتكاكي لها حد أقصى نظري لمعدل تحويل الطاقة. بمجرد الوصول إلى هذا المعدل، لا يؤدي الضغط المتزايد على دواسة الفرامل إلى تغييره، بل على العكس، قد تؤدي العوامل المذكورة إلى تقليله بشكل كبير. في النهاية، هذا هو تضاؤل ​​كفاءة المكابح، بغض النظر عن آليات حدوثه. مكابح الأقراص ليست بمنأى عن أي من هذه العمليات، لكنها تتعامل مع الحرارة والماء بكفاءة أكبر من مكابح الأسطوانات.

قد تُصبح فرامل الأسطوانة قويةً بشكلٍ مفرط إذا ظهر صدأ خفيف على سطح الأسطوانة أو إذا كانت الفرامل باردة ورطبة، مما يزيد من احتكاك مادة البطانة. قد يكون هذا التماسك شديدًا لدرجة أن الإطارات تنزلق وتستمر في الانزلاق حتى بعد رفع القدم عن دواسة الفرامل. يُعدّ التماسك عكس التلاشي: فعندما يزداد احتكاك البطانة، تتسبب خاصية المساعدة الذاتية لفرامل الأسطوانة في زيادة قوة الضغط. إذا كان احتكاك البطانة والتضخيم الذاتي مرتفعين بدرجة كافية، تبقى الفرامل مُفعّلة بسبب خاصية الضغط الذاتي، حتى بعد رفع القدم عن دواسة الفرامل.

بينما يمكن تشكيل أقراص الفرامل لتنظيف سطح الاحتكاك (أي "تدويرها")، لا يمكن فعل الشيء نفسه عادةً مع أسطوانات الفرامل. يؤدي تشكيل سطح الاحتكاك لأسطوانة الفرامل إلى زيادة قطرها، مما قد يتطلب استخدام بطانات فرامل أكبر حجمًا للحفاظ على التلامس الصحيح مع الأسطوانة. ومع ذلك، نظرًا لعدم توفر بطانات الفرامل الأكبر حجمًا في معظم التطبيقات، يجب استبدال الأسطوانات البالية أو التالفة.

يُعدّ تشكيل أسطوانات الفرامل أمرًا بسيطًا نسبيًا إذا توفرت مخرطة بطيئة الدوران (إحدى القواعد العامة هي عدم تشكيل الحديد الزهر بسرعة تتجاوز 12.5 مترًا في الدقيقة). عادةً ما يكفي تشكيل الحافة التي تُعيق إزالة أسطوانة الفرامل، خاصةً إذا كانت الفرامل ذاتية الضبط. في الحالات الشديدة، قد تُعيق الحافة حركة أسطوانة الفرامل، إلا أن معظم تصميمات فرامل الأسطوانة تُتيح طريقةً لتحرير آلية الضبط الذاتي خارجيًا لتسهيل إزالة الأسطوانة وصيانتها.

من عيوب فرامل الأسطوانة تعقيدها النسبي. إذ يتطلب الأمر فهمًا عامًا لكيفية عملها واتباع خطوات بسيطة لضمان إعادة تركيبها بشكل صحيح عند صيانتها. ونتيجةً لهذا التعقيد (مقارنةً بفرامل القرص)، تستغرق صيانة فرامل الأسطوانة وقتًا أطول. كما أن كثرة أجزائها تزيد من احتمالية أعطالها. فقد تنكسر النوابض نتيجة الإجهاد إذا لم تُستبدل مع بطانات الفرامل المتآكلة. وقد تتضرر الأسطوانة والبطانات نتيجة الخدوش إذا انكسرت بعض المكونات (مثل النوابض المكسورة أو أجهزة الضبط الذاتي) وتحررت داخل الأسطوانة.

قد يؤدي العطل الكارثي في ​​أجزاء نظام الفرامل، مثل النوابض والمُعدِّلات، إلى تشغيل الفرامل بشكل غير مقصود أو حتى انغلاق العجلات. ففي حال انكسار النوابض، ستسقط بطانات الفرامل بحرية على الأسطوانة الدوارة، مما يؤدي إلى تشغيل الفرامل. ونظرًا لخاصية التنشيط الذاتي لفرامل الأسطوانة، قد تتسبب بطانات الفرامل غير المُقيدة في انغلاق العجلات تمامًا. كما قد تعلق قطع النوابض المكسورة وغيرها من الأجزاء (مثل المُعدِّلات) بين بطانات الفرامل والأسطوانة، مما يؤدي إلى تشغيل الفرامل بشكل غير مقصود (وكما ذُكر سابقًا، إلى تلف مكونات الفرامل). لهذه الأسباب، يجب دائمًا استبدال أجزاء نظام الفرامل (مثل النوابض والمشابك) مع بطانات الفرامل.

كذلك، لا تعمل فرامل الأسطوانة فورًا عند ضغط أسطوانات العجلات، إذ يجب التغلب على قوة نوابض الإرجاع قبل أن تبدأ بطانات الفرامل بالتحرك نحو الأسطوانة. هذا يعني أن أنظمة الفرامل الهجينة الشائعة (أقراص/أسطوانات) لا تعمل إلا باستخدام الأقراص (الأمامية غالبًا) عند الضغط الخفيف على دواسة الفرامل، ما لم تُضَف مكونات إضافية. عمليًا، يمنع صمام التحكم وصول الضغط الهيدروليكي إلى مكابس الفرامل الأمامية حتى يرتفع الضغط بما يكفي للتغلب على نوابض الإرجاع في فرامل الأسطوانة. في حال عدم وجود صمام التحكم، ستتوقف السيارة باستخدام الأقراص الأمامية فقط، إلا إذا ضغط السائق بقوة كافية على دواسة الفرامل للتغلب على ضغط نوابض الإرجاع في بطانات الفرامل الخلفية.

عندما كان الأسبستوس شائعًا في فرامل الأسطوانة، كان هناك خطر على العمال الذين يقومون بإصلاحها أو استبدالها من استنشاق ألياف الأسبستوس، مما قد يسبب ورم المتوسطة . ^{[ 10 ]} كانت ألياف الأسبستوس تتكسر أو تنفصل بمرور الوقت ومع ارتفاع درجات الحرارة الناتجة عن الكبح. شاع استخدام الفُرَش المبللة وبخاخات الرذاذ للحد من الغبار. أوصت هيئات السلامة أحيانًا باستخدام خراطيم شفط الغبار، أو استخدام حاويات مزودة بإضاءة داخلية ومساحة لاستخدام الأدوات بداخلها، لكن هذه الحلول كانت نادرة ومعقدة. كما أوصت أيضًا بارتداء أحذية خاصة مصممة للحماية من الأسبستوس. ^{[ 11 ]} هناك أدلة على أن ميكانيكيي السيارات كانوا يعانون من مستويات غير متناسبة من ورم المتوسطة. ^{[ 10 ]}

قد يتعرض العاملون في صيانة المكابح لمذيبات 1،1،1-ثلاثي كلورو الإيثان و2 -بوتوكسي إيثانول (المكون الرئيسي في جريسوف رقم 19). قد يُسبب التعرض لهذه المذيبات تهيجًا، بما في ذلك العينين والأغشية المخاطية. كما قد يُسبب التعرض لأبخرة 1،1،1-ثلاثي كلورو الإيثان تلفًا في الجهاز العصبي المركزي، ودوارًا، وعدم تناسق حركي، ونعاسًا، وزيادة في زمن رد الفعل. ^{[ 11 ]}

قبل عام ١٩٨٤، كان من الشائع إعادة تشكيل تيل الفرامل ليتناسب مع قوس أسطوانة الفرامل. إلا أن هذه الممارسة كانت مثيرة للجدل، إذ أنها كانت تزيل مادة الاحتكاك من الفرامل، وتقلل من عمر التيل، وتُنتج غبار الأسبستوس الضار. بعد عام ١٩٨٤، تم تعديل نظرية التصميم الحالية، بحيث تُستخدم تيل فرامل مناسبة لقطر الأسطوانة، ويتم استبدال أسطوانة الفرامل عند الضرورة، بدلاً من إعادة تشكيل التيل.

شاع استخدام طبلة الفرامل كآلة إيقاعية. ويُرجّح أن أول استخدام لها كان في مقطوعة " البناء الأول (بالمعدن)" للموسيقي الأمريكي الطليعي جون كيج عام ١٩٣٩. وفي العصر الحديث، ارتبطت طبلة الفرامل بالفرقة الأمامية في فنون المسير . ^{[ ١٢ ]}